Четырёхцилиндровый двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания с четырьмя цилиндрами. По расположению цилиндров может быть: рядным, V-образным, оппозитным. По числу тактов может быть: 2-тактным, 4-тактным. По принципиальному устройству может быть: с искровым зажиганием (бензиновые и газовые двигатели); с воспламенением от сжатия (дизельные и газодизельные двигатели), атмосферным (без наддува), с турбонаддувом, с приводным нагнетателем, воздушного или жидкостного охлаждения. Основная область применения — автомобильный транспорт (легковые, мало- и среднетоннажные коммерческие автомобили), мотоциклы, дизель-генераторы, мототракторная техника. Рядный 4-цилиндровый двигатель
В иноязычной технической литературе обозначается как L4, S4 или R4.
В случае 4-тактного двигателя коленчатый вал типа «flat-plane» имеет 4 индивидуальных шатунных шейки, расположенные в одной плоскости. При этом шейки 1 и 4 цилиндров находятся с одной стороны от оси вращения вала, а шейки 2 и 3 цилиндров — с другой. Коренных шеек обычно пять — по одной шейке с переднего и заднего конца коленвала и по одной шейке между каждой парой цилиндров.
В шатунно-поршневой группе двигателя этого типа уравновешены силы инерции первого порядка, так как две пары поршней всегда движутся в противоположных направлениях. Также полностью уравновешены моменты сил инерции и центробежные силы инерции. Силы же инерции второго порядка порядка оказываются неуравновешенными, так как движения противоположных пар происходят с разными ускорениями. В случае необходимости повышения плавности работы, и что чаще требуется в высокооборотистых двигателях сравнительно больших рабочих объёмов (так как силы инерции находятся в квадратичной зависимости от частоты оборотов), для компенсации сил инерции второго порядка может устанавливаться пара , вращающихся в противоположные стороны и в два раза быстрее коленвала.
Крайне распространённый в мировом автопроме тип двигателя. Подавляющее большинство легковых машин малого и среднего класса с бензиновыми и дизельными двигателями рабочим объёмом от 1 до 2,4 литров предполагают именно 4-тактный 4-цилиндровый рядный двигатель. Дизельные двигатели коммерческого транспорта и тракторов могут иметь объём и более 4 литров.
В случае 2-тактного двигателя 4 индивидуальных шатунных шейки коленвала типа «cross-plane» располагаются в двух взаимо перпендикулярных плоскостях.
V-образный 4-цилиндровый двигатель В случае 4-тактного двигателя для обеспечения равномерности вспышек в цилиндрах коленвал должен иметь 4 индивидуальных шатунных шейки, расположенные в двух плоскостях с углом между плоскостями равным углу развала цилиндров. Но если угол развала цилиндров относительно небольшой, этим решением можно пренебречь и использовать коленвал наподобие как у 4-тактного рядного двигателя. Коренных шеек в любом случае три — по одной шейке с переднего и заднего конца коленвала и одна шейка по центру. Также в любом случае, независимо от угла развала и конструкции коленвала, в двигателе неуравновешены моменты от сил инерции первого порядка, что требует практически обязательной установки одного балансирного вала, вращающемся в сторону противоположную коленвалу с той же частотой.
Редковстречающийся тип двигателя. Наиболее известные образцы: советские двигатели МеМЗ воздушного охлаждения с углом развала 90° автомобилей Запорожец и ЛуАЗ; двигатели V4 Ford Taunus и Essex с углом развала 60° европейских компактных моделей Ford классической компоновки; автомобилей SAAB переднеприводной компоновки; двигатели VR4 переднеприводных Lancia Fulvia. Также двигателем V4 оснащались заднемоторный Tatra 600 Tatraplan, гоночный Porsche 919 Hybrid.
Оппозитный 4-цилиндровый двигатель
В иноязычной технической литературе обозначается как H4, B4 или F4.
Зеркально симметричный коленчатый вал имеет 4 расположенные в одной плоскости индивидуальных шатунных шейки, как это сделано на коленвале 4-тактного L4. Как и в случае коленвала двигателя V4, число коренных шеек обычно три — по одной шейке на краях и одна по центру. Двигатель почти полностью сбалансирован (за исключением незначительной неуравновешенности моментов сил инерции, присутствующей из-за смещенности рядов цилиндров) и балансирные валы не используются.
Относительно редко встречается на автомобилях. Наиболее известные образцы: двигатели Volkswagen немецких заднемоторных Volkswagen Käfer и Volkswagen Transporter; двигатели Porsche разных лет, в том числе современных Boxster/Cayman 982; двигатели компактных переднеприводных автомобилей Alfa Romeo 70–80 годов; двигатели почти всех автомобилей Subaru и одноплатформенных Toyota 86.
Один из основных типов двигателя в лёгкой авиации. Оппозитную компоновку имеют модели четырёхцилиндровых двигателей Rotax, Lycoming, Continental, ULPower, Jabiru. Большинство моделей Cessna-172, самого массового самолёта в истории, оснащены оппозитными четырёхцилиндровыми двигателями.
Оппозитный 4-цилиндровый двигатель устанавливался на Т-26 и некоторые танки Pz I.
Примечания
Литература
См. также Штаб-квартира BMW — здание в Мюнхене, напоминающее четырёхцилиндровый двигатель.
Категория:Двигатель внутреннего сгорания